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原文传递可气液置换的组合式筒型导管架基础结构及其施工方法

专利名称：	可气液置换的组合式筒型导管架基础结构及其施工方法
摘要：	本发明属于海洋工程的基础结构技术领域，公开了一种可气液置换的组合式筒型导管架基础结构及其施工方法，复合钢筒内部的中空舱底板将复合钢筒分隔为上部的中空舱和下部的分舱；复合钢筒的顶板设置有灌浆通道和通气/水孔，灌浆通道延伸至中空舱，通气/水孔延伸至分舱；复合钢筒上部设置有混凝土梁板体系，混凝土梁板体系上部设置有导管架过渡段；其施工方法包括陆上预制、岸边调试、水上拖航、自重下沉、负压下沉、负压加固灌浆操作等步骤。本发明结合了重力式基础、吸力式筒型基础和导管架的优点，安装施工快速，避免使用大型设备，成本低，综合造价低，且应力分布合理，承载能力强，使用范围广。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	天津;12
申请人：	天津大学
发明人：	张浦阳;齐欣;丁红岩;乐丛欢;郭耀华
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-21T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-15T00:00:00+0800
申请号：	CN201910658373.0
公开号：	CN110453715A
代理机构：	天津市北洋有限责任专利代理事务所
代理人：	琪琛
分类号：	E02D27/42(2006.01);E;E02;E02D;E02D27
申请人地址：	300350天津市津南区海河教育园雅观路135号天津大学北洋园校区
主权项：	1.一种可气液置换的组合式筒型导管架基础结构，包括复合钢筒，所述复合钢筒设置有顶板和筒壁，其特征在于，所述复合钢筒内部设置有中空舱底板，所述中空舱底板将所述复合钢筒分隔为上部的中空舱和下部的分舱；所述顶板设置有灌浆通道和通气/水孔，所述灌浆通道延伸至所述中空舱，所述通气/水孔延伸至所述分舱，各个所述分舱的所述通气/水孔均匀分配；所述复合钢筒上部设置有混凝土梁板体系，所述混凝土梁板体系上部设置有导管架过渡段。 2.根据权利要求1所述的一种可气液置换的组合式筒型导管架基础结构，其特征在于，所述混凝土梁板体系包括设置在所述复合钢筒上的钢筋混凝土板，所述钢筋混凝土板顶面设置有外环梁、中环梁、内环梁；所述钢筋混凝土板顶面径向均匀布置有混凝土主梁，所述混凝土主梁由所述内环梁延伸至所述外环梁；所述钢筋混凝土板顶面在每两根相邻的所述混凝土主梁之间径向均匀布置有混凝土次梁，所述混凝土次梁由所述中环梁延伸至所述外环梁；所述复合钢筒的所述顶板周边处设置有向上的钢制肋板，所述钢制肋板插入于所述钢筋混凝土板和所述外环梁。 3.根据权利要求2所述的一种可气液置换的组合式筒型导管架基础结构，其特征在于，所述钢筋混凝土板与所述顶板轮廓一致，所述钢筋混凝土板的厚度为0.3-1m。 4.根据权利要求2所述的一种可气液置换的组合式筒型导管架基础结构，其特征在于，所述外环梁的外缘与所述钢筋混凝土板外缘齐平，且形状与所述钢筋混凝土板的边缘一致；所述外环梁的宽度为0.5-1.5m，高度为0.8-1.8m；所述中环梁位于所述钢筋混凝土板顶面中部，形状为圆环形，宽度为0.5-1.5m，高度为0.8-1.8m；所述中环梁的外部半径为所述复合钢筒半径的0.5倍；所述内环梁的宽度为0.5-1.5m，高度为0.8-1.8m。 5.根据权利要求2所述的一种可气液置换的组合式筒型导管架基础结构，其特征在于，所述混凝土主梁的宽度为0.5-1.5m，高度为0.8-1.8m；相邻所述混凝土主梁之间的夹角为60度；所述混凝土次梁包括12-18根，每两根相邻的所述混凝土主梁之间布置有2-3根所述混凝土次梁，相邻所述混凝土次梁轴线之间的夹角为20-30度。 6.根据权利要求1所述的一种可气液置换的组合式筒型导管架基础结构，其特征在于，所述导管架过渡段包括多根相同的立柱，多根所述立柱的底部均布在所述中环梁上并与所述中环梁通过法兰连接；相邻两根所述立柱之间连接有支撑杆构成桁架式钢结构；所述立柱下部和所述内环梁之间连接有斜杆。 7.根据权利要求6所述的一种可气液置换的组合式筒型导管架基础结构，其特征在于，所述多根所述立柱均由下至上以相同的角度向基础结构中心倾斜。 8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种可气液置换的组合式筒型导管架基础结构，其特征在于，所述复合钢筒的外径为35-40m，高度为8-12m；所述中空舱的高度为所述复合钢筒总高度的0.25-0.5倍。 9.根据权利要求1-7中任一项所述的一种可气液置换的组合式筒型导管架基础结构，其特征在于，所述分舱包括中央圆形分舱和按所述复合钢筒正交对称轴分隔的四个边舱，所述中央圆形分舱的半径为所述复合钢筒外径的0.25倍。 10.一种如权利要求1-9中任一项所述可气液置换的组合式筒型导管架基础结构的施工方法，其特征在于，按照如下步骤进行： (1)陆上预制所述复合钢筒； (2)将所述复合钢筒的顶板作为底面模板，在所述顶板上绑扎钢筋，对所述混凝土梁板体系进行浇筑施工； (3)在所述混凝土梁板体系上部安装所述导管架过渡段； (4)将上述施工完成的所述组合式筒型导管架基础结构吊入水中，保持灌浆通道和通气/水孔处于关闭状态，检查气密性；根据拖航要求调节所述复合钢筒的吃水； (5)将所述组合式筒型导管架基础结构进行浮运拖航； (6)将所述组合式筒型导管架基础结构浮运拖航至到指定海域后，打开所述通气/水孔进行排气，利用基础结构的自重进行自重下沉，直至所述组合式筒型导管架基础结构自重与土体阻力平衡而停止下沉； (7)打开所述灌浆通道进行第一次灌浆操作，将所述中空舱内部气体置换成浆体，增加基础结构的自重进一步自重下沉； (8)打开所述通气/水孔对所述分舱进行排气或排水，将基础结构进行负压下沉到指定位置； (9)下沉结束后对所述复合钢筒内部的土体进行负压加固； (10)安装基础结构上部设备； (11)打开所述灌浆通道对所述中空舱进行第二次灌浆操作，使所述中空舱注满浆体。
所属类别：	发明专利